JP7202948B2 - Gas leak inspection method and gas leak inspection device - Google Patents
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Description
本発明は、ガス漏れ検査方法及びガス漏れ検査装置に関する。 The present invention relates to a gas leakage inspection method and a gas leakage inspection device.
従来より、例えば、固体高分子型燃料電池の単位セルにおいては、固体高分子電解質膜の両側に触媒層を密着させた膜電極接合体(MEA)に対して、その外側に設けられたガス拡散層を介して、各セパレータの反応ガス流路から、燃料ガスと、酸化剤である酸素または空気とが導入される。燃料ガスはアノードに導入され、酸素または空気はカソードに導入される。燃料ガスとしては、例えば、水素が用いられる(例えば、特許文献1参照)。また、水素の漏れを抑えるために、シール材が用いられる。 Conventionally, for example, in a unit cell of a solid polymer fuel cell, a gas diffusion Fuel gas and oxygen or air as an oxidant are introduced from the reactant gas flow path of each separator through the layers. A fuel gas is introduced to the anode and oxygen or air is introduced to the cathode. Hydrogen, for example, is used as the fuel gas (see Patent Document 1, for example). Also, a sealing material is used to suppress leakage of hydrogen.
上述のように、固体高分子型燃料電池の単位セルのアノードには、燃料ガスとして例えば水素を導入するため、燃料ガスの漏れを圧力検査により測定しておく必要がある。水素分子はサイズが小さいため、僅かな量ではあるがシール材を透過する。このため、燃料ガスの漏れとしては、シール材の透過によるものと、シール材と他の部材との間に生じている隙間によるものとがあるが、圧力検査においては、水素がシール材を透過しているのか、シール材と他の部材との間の隙間から漏れているのかの切り分けができず、漏れ量(リーク量)の総和での評価を行わざるを得なかった。 As described above, since hydrogen, for example, is introduced as a fuel gas into the anode of the unit cell of the polymer electrolyte fuel cell, it is necessary to measure leakage of the fuel gas by pressure inspection. Since hydrogen molecules are small in size, they permeate the sealing material, albeit in a very small amount. For this reason, fuel gas leaks are caused by permeation of the seal material and by gaps between the seal material and other members. However, it was not possible to determine whether the leakage occurred from the gap between the sealing material and other members, and there was no choice but to evaluate the total amount of leakage (leak amount).
このため、透過量規定とリーク量規定に対する評価ができず、固体高分子型燃料電池を備える製品の出荷段階で、当該製品において水素が漏れておらずシール材の透過のみがある、という要件の設定ができない。この結果、耐久試験による透過量の経年変化試験が必要となり、多大な工数が必要となる。 For this reason, it is not possible to evaluate the amount of permeation and the amount of leakage, and at the shipping stage of a product equipped with a polymer electrolyte fuel cell, there is a requirement that hydrogen does not leak from the product and that only the sealing material permeates. Cannot set. As a result, it is necessary to conduct a durability test of permeation amount over time, which requires a large number of man-hours.
本発明は、燃料ガスの漏れが、シール材の透過によるものか、シール材と他の部材との間に生じている隙間によるものかの切り分けが可能なガス漏れ検査方法及びガス漏れ検査装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a gas leakage inspection method and a gas leakage inspection device that can distinguish whether fuel gas leakage is due to permeation of the sealing material or due to a gap between the sealing material and other members. intended to provide
上記目的を達成するため本発明は、被検査対象部材(例えば、後述の燃料電池10)の内側に検査対象ガスを導入し、前記被検査対象部材をシールするシール材(例えば、後述のシール材101)の外側への検査対象ガスを測定して、前記シール材の外側へのガス漏れを検査するガス漏れ検査方法であって、前記測定する工程は、時系列で前記シール材の外側へのガス量を測定するガス量測定工程と、前記検査対象ガスを導入してから所定時間経過後の単位時間当たりの外側へのガス量が、所定値よりも大きいときに、前記被検査対象部材と前記シール材との間に隙間があるリーク状態と判定し、前記所定値以下のときに、前記シール材から前記検査対象ガスが透過している透過状態と判定する判定工程と、を有するガス漏れ検査方法を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention introduces a gas to be inspected into the inside of a member to be inspected (for example, a
本発明によれば、所定の時間を経過した後に、リークが生じているのか、透過のみであるのかの切り分けが可能となる。このため、一度の検査を行うことで、透過量規定とリーク量規定とのそれぞれに対する良否判定が可能となり、被検査対象部材を備える製品の出荷段階で、当該製品において検査対象ガスが漏れておらずシール材の透過のみがある、という要件の設定が可能となる。この結果、耐久試験による透過量の経年変化試験が緩和でき、耐久試験の工数の低減を図ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to determine whether leakage occurs or only transmission occurs after a predetermined period of time has elapsed. For this reason, it is possible to determine the quality of each of the permeation amount regulation and the leakage amount regulation by performing the inspection once, and at the shipping stage of the product including the inspection object parts, the inspection target gas is not leaked from the product. It is possible to set the requirement that only the sealant permeates. As a result, it is possible to relax the permeation amount aging test in the endurance test, and to reduce the man-hours of the endurance test.
また、本発明は、被検査対象部材(例えば、後述の燃料電池10)の内側に検査対象ガスを導入し、前記被検査対象部材をシールするシール材(例えば、後述のシール材101)の外側への検査対象ガスを測定して、前記シール材の外側へのガス漏れを検査するガス漏れ検査方法であって、前記測定する工程は、時系列で前記シール材の外側へのガス量を測定するガス量測定工程と、前記検査対象ガスを導入してから所定時間の近傍の時間帯に、単位時間当たりの外側へのガス量の傾きに変曲点を検出した場合には、前記被検査対象部材と前記シール材との間に隙間があるリーク状態、かつ前記シール材から前記検査対象ガスが透過している透過状態の両方の状態にあると判定する判定工程と、を有するガス漏れ検査方法を提供する。
In addition, the present invention introduces a gas to be inspected into the inside of a member to be inspected (for example, a
本発明によれば、所定の時間の近傍の時間帯に、リーク状態と透過状態との両方の状態にあることを判定することができる。この結果、より確実にリーク状態と透過状態を判定することができ、燃料ガスの漏れが、シール材の透過によるものか、シール材と他の部材との間に生じている隙間によるものかの切り分けが可能となる。 According to the present invention, it can be determined that the state is in both the leak state and the transmission state in a time zone near a predetermined time. As a result, the leak state and the permeation state can be determined more reliably, and it is possible to determine whether the fuel gas leak is due to permeation of the seal material or due to a gap between the seal material and other members. Separation becomes possible.
そして、前記ガス量測定工程では、前記シール材を備える前記被検査対象部材を気密に取り囲むようにして前記シール材の外側の前記検査対象ガスの圧力を測定して、前記シール材の外側のガス漏れを検査する。 In the gas amount measuring step, the pressure of the gas to be inspected outside the sealing material is measured so as to airtightly surround the member to be inspected provided with the sealing material, and the gas outside the sealing material is measured. Check for leaks.
このため、シール材を備える被検査対象部材を気密に取り囲むようにして、シール材の外側の検査対象ガスの圧力を測定することにより、被検査対象部材における検査対象ガスについて、簡易な方法で透過量規定とリーク量規定とのそれぞれに対する良否判定が可能となる。 Therefore, by airtightly surrounding a member to be inspected provided with a sealing material and measuring the pressure of the gas to be inspected outside the sealing material, the gas to be inspected in the member to be inspected can be permeated by a simple method. It is possible to determine the quality of each of the amount regulation and the leakage amount regulation.
また、本発明は、被検査対象部材(例えば、後述の燃料電池10)の内側に検査対象ガスを導入するガス導入部と、前記被検査対象部材をシールするシール材(例えば、後述のシール材101)の外側への検査対象ガスを測定するガス測定部(例えば、後述の圧力計22)と、を備えるガス漏れ検査装置(例えば、後述のガス漏れ検査装置1)であって、前記ガス測定部は、時系列で前記シール材の外側へのガス量を測定し、前記検査対象ガスを導入してから所定時間経過後の単位時間当たりの外側へのガス量が、所定値よりも大きいときに、前記被検査対象部材と前記シール材との間に隙間があるリーク状態と判定し、前記所定値以下のときに、前記シール材から前記検査対象ガスが透過している透過状態と判定する判定部(例えば、後述の判定部51)を備えるガス漏れ検査装置を提供する。
Further, the present invention includes a gas introduction portion for introducing a gas to be inspected into the inside of a member to be inspected (for example, a
本発明によれば、所定の時間を経過した後に、リークが生じているのか、透過のみであるのかの切り分けが可能となる。このため、一度の検査を行うことで、透過量規定とリーク量規定とのそれぞれに対する良否判定が可能となり、被検査対象部材を備える製品の出荷段階で、当該製品において検査対象ガスが漏れておらずシール材の透過のみがある、という要件の設定が可能となる。この結果、耐久試験による透過量の経年変化試験が緩和でき、耐久試験の工数の低減を図ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to determine whether leakage occurs or only transmission occurs after a predetermined period of time has elapsed. For this reason, it is possible to determine the quality of each of the permeation amount regulation and the leakage amount regulation by performing the inspection once, and at the shipping stage of the product including the inspection object parts, the inspection target gas is not leaked from the product. It is possible to set the requirement that only the sealant permeates. As a result, it is possible to relax the permeation amount aging test in the endurance test, and to reduce the man-hours of the endurance test.
また、本発明は、被検査対象部材(例えば、後述の燃料電池10)の内側に検査対象ガスを導入するガス導入部と、前記被検査対象部材をシールするシール(例えば、後述のシール材101)材の外側への検査対象ガスを測定するガス測定部と、を備えるガス漏れ検査装置(例えば、後述のガス漏れ検査装置1)であって、前記ガス測定部は、時系列で前記シール材の外側へのガス量を測定し、前記検査対象ガスを導入してから所定時間の近傍の時間帯に、単位時間当たりの外側へのガス量の傾きに変曲点を検出した場合には、前記被検査対象部材と前記シール材との間に隙間があるリーク状態、かつ前記シール材から前記検査対象ガスが透過している透過状態の両方の状態にある判定すると判定部(例えば、後述の判定部51)を備えるガス漏れ検査装置を提供する。
In addition, the present invention includes a gas introduction portion for introducing a gas to be inspected into the inside of a member to be inspected (for example, a
本発明によれば、所定の時間の近傍の時間帯に、リーク状態と透過状態との両方の状態にあることを判定することができる。この結果、より確実にリーク状態と透過状態を判定することができ、燃料ガスの漏れが、シール材の透過によるものか、シール材と他の部材との間に生じている隙間によるものかの切り分けが可能となる。 According to the present invention, it can be determined that the state is in both the leak state and the transmission state in a time zone near a predetermined time. As a result, the leak state and the permeation state can be determined more reliably, and it is possible to determine whether the fuel gas leak is due to permeation of the seal material or due to a gap between the seal material and other members. Separation becomes possible.
そして、前記ガス測定部は、前記被検査対象部材を気密に取り囲み、前記シール材の外側の前記検査対象ガスの圧力を測定して、前記シール材の外側のガス漏れを検査するシール材外側検査部(例えば、後述のシール材外側検査部11)を備える。
The gas measuring unit airtightly surrounds the member to be inspected, measures the pressure of the gas to be inspected outside the sealing material, and inspects gas leakage outside the sealing material. section (for example, a sealing material
このため、シール材を備える被検査対象部材を気密に取り囲むようにしてシール材外側検査部を設けて、シール材の外側であって、シール材外側検査部の被検査対象ガスの圧力を測定することにより、被検査対象部材における検査対象ガスについて、簡易な方法で透過量規定とリーク量規定とのそれぞれに対する良否判定が可能となる。 For this reason, a sealing member outer inspection portion is provided so as to airtightly surround a member to be inspected including the sealing member, and the pressure of the inspection target gas is measured in the sealing member outer inspection portion outside the sealing member. As a result, it is possible to determine whether the gas to be inspected in the member to be inspected is passable or not with respect to both the permeation amount regulation and the leak amount regulation by a simple method.
本発明によれば、燃料ガスの漏れが、シール材の透過によるものか、シール材と他の部材との間に生じている隙間によるものかの切り分けが可能なガス漏れ検査方法及びガス漏れ検査装置を提供することができる。 According to the present invention, a gas leakage inspection method and a gas leakage inspection capable of distinguishing whether fuel gas leakage is due to permeation of the sealing material or due to a gap between the sealing material and another member. Equipment can be provided.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、ガス漏れ検査装置1を示す概略図である。図2は、ガス漏れ検査装置1を示すブロック図である。図3は、ガス漏れ検査装置1により検出されるリークを説明する図である。図4は、ガス漏れ検査装置1により検出される透過を説明する図である。図5は、ガス漏れ検査装置1により検出されるリークと透過との違いを説明するグラフである。
ガス漏れ検査装置は、燃料電池システムにおける水素ガスの漏れを検出するための装置である。以下、ガス漏れ検査装置1、及び、ガス漏れ検査装置により検査が行われる燃料電池システムについて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a gas leak inspection device 1. As shown in FIG. FIG. 2 is a block diagram showing the gas leak inspection device 1. As shown in FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining leaks detected by the gas leak inspection device 1. FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining permeation detected by the gas leak inspection device 1. FIG. FIG. 5 is a graph for explaining the difference between leak and permeation detected by the gas leak inspection device 1. FIG.
A gas leak inspection device is a device for detecting leakage of hydrogen gas in a fuel cell system. The gas leakage inspection device 1 and the fuel cell system to be inspected by the gas leakage inspection device will be described below.
燃料電池システムは、アノードガスとしての水素ガスおよびカソードガスとしてのエア(空気)を反応させて発電する燃料電池10と、燃料電池10に水素ガスを供給する水素ガス供給装置30と、燃料電池10にエアを供給する図示しないエア供給装置と、これらを制御する制御装置50とを有する。
また、ガス漏れ検査装置は、水素ガス供給装置30により構成されるガス導入部と、圧力計21、22により構成されるガス測定部と、制御装置50により構成される判定部51と、シール材外側検査部11とを有している。
The fuel cell system includes a
In addition, the gas leak inspection device includes a gas introduction section configured by the hydrogen
燃料電池10は、例えば、数十個から数百個のセルが積層されたスタック構造である。各セルは、膜電極構造体(MEA)を一対のセパレータで挟持して構成される。膜電極構造体は、アノード電極およびカソード電極の2つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜とで構成される。通常、両電極は、固体高分子電解質膜に接して酸化・還元反応を行う触媒層と、この触媒層に接するガス拡散層とから形成される。
The
このような燃料電池10は、アノード電極側に形成されたアノード流路に水素ガスが供給され、カソード電極側に形成された図示しないカソード流路に酸素を含むエアが供給されると、これらの電気化学反応により発電する。
In such a
ボンベにより構成される水素タンク32は、アノードガス供給路としての水素供給路35を介して、燃料電池10のアノード流路に水素ガスを供給する。水素タンク32と燃料電池10との間の水素供給路35の部分には、水素タンク32から供給される水素ガスを減圧するレギュレータ31と、圧力計21とが、この順で水素ガスの流れにおける上流側から下流側に向かって設けられている。
A
燃料電池10のアノード流路の他端側は、アノード流路を開閉する背圧弁12を介して図示しない希釈器に接続されている。この背圧弁12を開状態とすることにより、アノード流路の他端側を流通するガスを中流量で希釈器に排出可能である。
The other end of the anode channel of the
図示しない希釈器は、希釈器に導入された水素オフガスを希釈して、燃料電池システムの外部に放出する。 A diluter (not shown) dilutes the hydrogen off-gas introduced into the diluter and releases it to the outside of the fuel cell system.
シール材外側検査部11は、燃料電池10を気密に取り囲む容器により構成されている。
The sealing material
圧力計21は、レギュレータ31によって減圧された水素ガスの圧力を測定する。圧力計21は、制御装置50に電気的に接続されており、制御装置50によって、圧力計21により測定された圧力の値に基づいて、レギュレータ31から燃料電池10へ流れる水素ガスの量が算出される。
A
圧力計22は、シール材外側検査部11の内部の水素ガスの圧力を測定する。圧力計22は、制御装置50に電気的に接続されており、制御装置50によって、圧力計22により測定された圧力の値に基づいて、シール材外側検査部11の内部の水素ガスの量が算出される。
The
制御装置50は、判定部51を有している。判定部51は、圧力計22により測定された圧力の値に基づくシール材外側検査部11の内部の水素ガスの量に基づいて、検査対象ガスとしての水素ガスを導入してから所定時間t1経過後の、単位時間当たりの燃料電池10及び燃料電池10のシール材101の外側、且つ、シール材外側検査部11の内側への水素ガスの量が、所定値よりも大きいときに、被検査対象部材である燃料電池10を構成する部材102及び部材103と、シール材101との間に、図3のように隙間があるリーク状態であると判定し、所定値以下のときに、図4のように隙間がなくシール材101から水素ガスが透過している透過状態であると判定する。この判定の詳細については後述する。
The
次に、ガス漏れ検査方法について説明する。
先ず、シール材外側検査部11により気密に収容された燃料電池10に設けられているシール材101において、図4に示すようにシール材101と燃料電池100を構成している部材102、103との間に隙間がない状態で水素ガスが透過している場合の水素ガスの透過量のグラフを予め取得する。具体的には、図5における「透過」の直線のグラフを予め取得する。
Next, a gas leak inspection method will be described.
First, as shown in FIG. A graph of the permeation amount of hydrogen gas is obtained in advance when hydrogen gas is permeated in a state where there is no gap between the . Specifically, a straight line graph of “transmission” in FIG. 5 is obtained in advance.
次に、被検査対象部材としての燃料電池10の内側(内部)に、水素タンク32から検査対象ガスである水素ガスを導入する。そして、ガス量測定工程を行う。ガス量測定工程では、シール材101の外側、即ち、シール材外側検査部11により気密に収容された燃料電池10の外側、且つ、シール材外側検査部11の内側の圧力を時系列に測定することにより、単位時間当たりの、シール材101の外側への水素ガスの量を測定する。
Next, hydrogen gas, which is the gas to be inspected, is introduced from the
即ち、シール材外側検査部11により気密に収容された燃料電池10に設けられているシール材101においては、前述のように、水素ガスの透過量の直線の傾き(図5中の「透過要件」の破線の傾き)は一定である。また、図4に示すように、シール材101と燃料電池100を構成している部材103との間に隙間が生じておらず、このため水素ガスがリークしておらず、シール材101を透過しているのみの場合には、水素タンク32から水素ガスを導入し始めてから所定の時間t1が経過するまでの間、図5の「透過」のグラフに示すように、水素ガスの透過は生じない。
That is, in the sealing
これに対して図3に示すように、例えば、シール材101と燃料電池100を構成している部材103との間に隙間が生じている場合には、図5の「リーク」のグラフに示すように、水素タンク32から水素ガスを導入し始めると同時に、水素ガスが、シール材101の外側、且つ、シール材外側検査部11に漏れ始める。従って、図3に示すように、シール材101と燃料電池100を構成している部材103との間に隙間が生じている場合には、水素ガスの漏れ量のグラフは、図5の「リーク+透過」のグラフに示すように、変曲点が存在することになる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, for example, when there is a gap between the sealing
次に、描かれたグラフに基づく判定工程を行う。判定工程では、水素ガスを導入してから所定時間t1経過後の単位時間当たりの外側へのガス量が、所定値(単位時間当たりの水素ガスのシール材101の透過量)よりも大きいとき、即ち、所定の時間t1以降において、得られた水素ガスの漏れ量のグラフの傾きが、図5の「透過要件(透過)」のグラフの傾きよりも大きいときに、部材103とシール材101との間に隙間があるリーク状態であると判定する。一方、水素ガスを導入してから所定時間t1経過後の単位時間当たりの外側へのガス量が、所定値(単位時間当たりの水素ガスのシール材101の透過量)以下のとき、即ち、所定の時間t1以降において、得られた水素ガスの漏れ量のグラフの傾きが、図5の「透過要件(透過)」のグラフの傾き以下のときに、部材103や部材102とシール材101との間に隙間がなくシール材101のみから水素ガスが透過している透過状態であると判定する。
なお、燃料電池やシール材の設計誤差を考慮して、上述した「リーク+透過」のグラフに示される変曲点を検出することでリーク状態または透過状態を判定してもよい。具体的には、判定工程では、水素ガスを導入してから所定時間t1経過後の単位時間当たりの外側へのガス量を時系列で取得し、所定の時間t1近傍の時間帯において、得られた水素ガスの漏れ量のグラフの傾きが、図5の「透過要件(透過)」のグラフの傾きよりも大きく、かつ「リーク+透過」のグラフに示される変曲点が検出されたときに、部材103とシール材101との間に隙間があるリーク状態かつ透過状態の両方の状態であると判定する。このようにすることで、より確実にリーク状態と透過状態を判定することができる。
Next, a determination process based on the drawn graph is performed. In the determination step, when the amount of gas flowing outward per unit time after a predetermined time t1 has elapsed from the introduction of the hydrogen gas is larger than a predetermined value (the amount of permeation of the hydrogen gas through the sealing
In consideration of design errors of the fuel cell and the sealing material, the leak state or the permeation state may be determined by detecting the inflection point shown in the above-described "leakage + permeation" graph. Specifically, in the determination step, the amount of gas to the outside per unit time after a predetermined time t1 has elapsed since the introduction of the hydrogen gas is obtained in chronological order, and in a time zone near the predetermined time t1, the obtained When the slope of the hydrogen gas leak amount graph is larger than the slope of the "permeation requirement (permeation)" graph in FIG. 5 and the inflection point shown in the "leak + permeation" graph is detected , it is determined that there is a gap between the
本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態によるガス漏れ検査方法は、検査対象ガスとして水素ガスを導入してから所定時間t1経過後の単位時間当たりの外側へのガス量が、所定値よりも大きいときに、被検査対象部材である部材103とシール材101との間に隙間があるリーク状態と判定し、所定値以下のときに、シール材101から水素ガスが透過している透過状態と判定する判定工程と、を有する。
また、本実施形態によるガス漏れ検査装置は、検査対象ガスとしての水素ガスを導入してから所定時間t1経過後の単位時間当たりの外側へのガス量が、所定値よりも大きいときに、被検査対象部材としての部材103とシール材101との間に隙間があるリーク状態と判定し、所定値以下のときに、シール材101から水素ガスが透過している透過状態と判定する判定部を備える。
According to this embodiment, the following effects are achieved.
In the gas leak inspection method according to the present embodiment, when the amount of gas to the outside per unit time after a predetermined time t1 has elapsed since hydrogen gas was introduced as the inspection target gas is larger than a predetermined value, the inspection target member and determining a leakage state in which there is a gap between the
Further, the gas leak inspection apparatus according to the present embodiment detects when the amount of gas flowing to the outside per unit time after the predetermined time t1 has elapsed since the introduction of the hydrogen gas as the gas to be inspected is greater than a predetermined value. A judgment unit that judges that there is a leak state in which there is a gap between the
これにより、所定の時間t1を経過した後に、リークが生じているのか、透過のみであるのかの切り分けが可能となる。このため、一度の検査を行うことで、透過量規定とリーク量規定とのそれぞれに対する良否判定が可能となり、固体高分子型燃料電池を備える製品の出荷段階で、当該製品において水素が漏れておらずシール材101の透過のみがある、という要件の設定が可能となる。この結果、耐久試験による透過量の経年変化試験が緩和でき、耐久試験の工数の低減を図ることが可能となる。さらに、図5に示されるように透過状態の漏れ量よりも微量なリーク量(傾きa<傾きc)の場合でも部材103とシール材101との間に隙間があるリーク状態を判定することができる。
This makes it possible to determine whether leakage occurs or only transmission occurs after the predetermined time t1 has elapsed. For this reason, it is possible to determine whether the permeation amount regulation and the leakage amount regulation are satisfied by conducting a single inspection, and at the shipping stage of products equipped with polymer electrolyte fuel cells, it is possible to check whether hydrogen is leaking from the product. First, it is possible to set a requirement that there is only transmission through the
また、本実施形態によるガス漏れ検査方法のガス量測定工程では、シール材101の外側の検査対象ガスとしての水素ガスの圧力を測定して、シール材101の外側のガス漏れを検査する。また、前記被検査対象部材を気密に取り囲むシール材外側検査部を備え、本実施形態によるガス漏れ検査装置のガス測定部は、シール材101の外側の水素ガスの圧力を測定して、シール材101の外側のガス漏れを検査するシール材外側検査部を備える。
Further, in the gas amount measuring step of the gas leakage inspection method according to the present embodiment, the pressure of hydrogen gas as the inspection target gas outside the sealing
これにより、シール材101を備える燃料電池10を気密に取り囲むようにしてシール材外側検査部11を設けて、シール材101の外側であって、シール材外側検査部11の内部の圧力を測定することにより、燃料電池10における水素ガスについて、簡易な方法で透過量規定とリーク量規定とのそれぞれに対する良否判定が可能となる。
As a result, the sealant
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
例えば被検査対象として固体高分子型燃料電池以外の燃料電池や、それ以外のガス利用装置にも好適に利用できる。同様に検査対象ガスとして水素ガス以外のガスの漏れ検査にも好適に利用できる。
例えば、本実施形態によるガス漏れ検査方法では、シール材101の外側の検査対象ガスとしての水素ガスの圧力を測定し、また、本実施形態によるガス測定部では、シール材101の外側の検査対象ガスとしての水素ガスの圧力を測定して、シール材101の外側のガス漏れを検査したが、この構成に限定されない。例えば、水素タンク32内の水素ガスが減った量を検出して、水素ガスが透過した又はリークしたことを判定してもよく、圧力以外の手法でガス量を測定するようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、判定工程では、水素ガスの漏れ量のグラフの傾きが、所定値以上、かつ変曲点が検出されたときに、リーク状態かつ透過状態の両方の状態であると判定したが、被検査対象部材としての燃料電池10の内側(内部)に、水素タンク32から検査対象ガスである水素ガスを導入した後、所定時間t1の近傍の時間帯において、上述した「リーク+透過」のグラフに示される変曲点を検出することだけによりリーク状態かつ透過状態の両方の状態と判定してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications, improvements, etc. within the scope of achieving the object of the present invention.
For example, the present invention can be suitably used for fuel cells other than polymer electrolyte fuel cells and other gas utilization devices as objects to be inspected. Similarly, it can be suitably used for leak detection of gases other than hydrogen gas as inspection target gases.
For example, in the gas leak inspection method according to the present embodiment, the pressure of hydrogen gas as the inspection target gas outside the sealing
Further, in the above-described embodiment, in the determination step, when the slope of the hydrogen gas leak amount graph is equal to or greater than a predetermined value and an inflection point is detected, it is determined that both the leak state and the permeation state are present. However, after the hydrogen gas, which is the gas to be inspected, was introduced from the
1…ガス漏れ検査装置
10…燃料電池
11…シール材外側検査部
21…圧力計
22…圧力計
30…水素ガス供給装置
31…レギュレータ
32…水素タンク
51…判定部
101…シール材
REFERENCE SIGNS LIST 1 gas
Claims (4)
前記被検査対象部材をシールするシール材の外側への検査対象ガスを測定して、前記シール材の外側へのガス漏れを検査するガス漏れ検査方法であって、
前記測定する工程は、時系列で前記シール材の外側へのガス量を測定するガス量測定工程と、
前記検査対象ガスを導入してから所定時間の近傍の時間帯に、単位時間当たりの外側へのガス量の傾きに変曲点を検出した場合には、前記被検査対象部材と前記シール材との間に隙間があるリーク状態、かつ前記シール材から前記検査対象ガスが透過している透過状態の両方の状態にあると判定する判定工程と、を有するガス漏れ検査方法。 introducing a gas to be inspected inside the member to be inspected,
A gas leakage inspection method for inspecting gas leakage to the outside of the sealing material by measuring the inspection target gas to the outside of the sealing material that seals the inspection target member,
The step of measuring includes a gas amount measuring step of measuring the amount of gas flowing to the outside of the sealing material in chronological order;
When an inflection point is detected in the slope of the outward gas amount per unit time in a period of time near a predetermined time after the inspection target gas is introduced, the inspection target member and the sealing material are detected. a determination step of determining that both a leak state in which there is a gap therebetween and a permeation state in which the gas to be inspected is permeating through the sealing material.
前記被検査対象部材をシールするシール材の外側への検査対象ガスを測定するガス測定部と、を備えるガス漏れ検査装置であって、
前記ガス測定部は、時系列で前記シール材の外側へのガス量を測定し、
前記検査対象ガスを導入してから所定時間の近傍の時間帯に、単位時間当たりの外側へのガス量の傾きに変曲点を検出した場合には、前記被検査対象部材と前記シール材との間に隙間があるリーク状態、かつ前記シール材から前記検査対象ガスが透過している透過状態の両方の状態にある判定すると判定部を備えるガス漏れ検査装置。 a gas introduction unit that introduces the gas to be inspected into the inside of the member to be inspected;
A gas leakage inspection device comprising: a gas measuring unit for measuring a gas to be inspected to the outside of a sealing material that seals the member to be inspected,
The gas measurement unit measures the amount of gas to the outside of the sealing material in chronological order,
When an inflection point is detected in the slope of the outward gas amount per unit time in a period of time near a predetermined time after the inspection target gas is introduced, the inspection target member and the sealing material are detected. A gas leak inspection device comprising a determination unit that determines both a leak state in which there is a gap and a permeation state in which the gas to be inspected is permeated through the sealing material.
The gas measurement unit includes a seal material outer inspection unit that airtightly surrounds the member to be inspected, measures the pressure of the inspection target gas outside the seal material, and inspects gas leakage outside the seal material. The gas leak inspection device according to claim 3 .
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